Lichtzeichenanlagen (umgangssprachlich meist als Ampeln bezeichnet, auch: Lichtsignalanlage) dienen der Steuerung des Verkehrs. Sie werden eingesetzt, um gefährliche oder gefahrenträchtige Verkehrssituationen zu entschärfen. Im Straßenverkehr sind dieses beispielsweise Kreuzungen und Einmündungen (Knotenpunkte), sowie Engstellen, zum Beispiel bei Baustellen oder Brücken.
Die Gefahrenpunkte entstehen durch einzelne Verkehrsströme, die sich kreuzen. Bei Kreuzungen und Einmündungen sind dieses beispielsweise die Abbieger, die den Gegenverkehr oder den Fußgängerverkehr kreuzen müssen.
Bei kleinen und überschaubaren Kreuzungen mit wenig Verkehrsaufkommen ist es ausreichend, den Verkehr über einfache Vorfahrtsregeln oder Kreisverkehrsplätze zu regeln. Sind diese Maßnahmen nicht mehr ausreichend aufgrund von zu hohem Verkehrsaufkommen oder von unübersichtlichen Knotenpunkten, wird der Verkehr über Lichtzeichenanlagen geregelt.
Die Bezeichnung Lichtzeichenanlage gibt es zwar in Deutschland, in Österreich hat es aber rechtlich eine ganz andere Bedeutung, nämlich für Bahnübergänge im Eisenbahngesetz. In der österreichischen Straßenverkehrsordnung (StVO) wird eine Ampel nur als Lichtsignalanlage bezeichnet.
Standard-Lichtzeichenanlage
Eine europäische "Standard"-Lichtzeichenanlage steuert den Verkehr dabei mit Hilfe der drei Signalfarben Grün, Gelb und Rot. Zur Regelung des Verkehrs werden diese Farben einzeln oder in Kombination angezeigt. Die Reihenfolge solch einer Lichtzeichenanlage ist dabei immer
- Grün: Der Verkehr ist freigegeben
- Gelb: Achtung, Signalanlage wechselt gleich auf Rot
- Rot: Keine Einfahrerlaubnis
In einzelnen Ländern sind noch zusätzliche Farbkombinationen möglich:
- Rot-Gelb: Zwischen rot und grün: Achtung,gleich wird die Erlaubnis zur Fahrt gegeben (zum Beispiel Deutschland, Österreich)
- Grün-Gelb: Zwischen grün und rot: Achtung, es wird gleich rot (beispielsweise Italien)
- Grünes Blinklicht: Am Ende der Grünphase: Achtung es wird gleich gelb. (zum Beispiel Österreich)
Die Längen der einzelnen Phasen sind in einem Phasenplan festgelegt, oder sie werden verkehrsabhängig gesetzt. In den Zeiten zwischen den Grün- und Rotzeiten müssen die kritischen Verkehrsflächen geräumt werden. Diese Zeiten heißen Zwischenzeiten und werden nach den Räumwegen und Geschwindigkeiten berechnet. Bei der zeitabhängigen Steuerung wird eine Umlaufzeit ermittelt, in der alle Verkehrsströme ausreichend bedient werden können. Die Umlaufzeit ist dabei über einen gewissen Zeitraum konstant, kann aber im Verlauf des Tages variieren, um auf die unterschiedlichen Verkehrsbelastungen (Berufsverkehr, Einkaufsverkehr, etc.) reagieren zu können. Im Regelfall liegt die Umlaufzeit zwischen 60 und 120 Sekunden. Bei der verkehrsabhängigen Steuerung werden die einzelnen Verkehrsströme je nach Bedarf bedient. Hierbei ist es möglich, bestimmten Verkehrsteilnehmern wie dem öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) Prioritäten zuzuteilen. Die Länge der Phasen und die Reihenfolge für die Verkehrsfreigabe der einzelnen Verkehrsströme ist hier variabel. Bei etlichen Notdienststellen (Feuerwehr, Sanität, usw.) in Zürich können die verschiedenen Ausrückrouten von der jeweiligen Zentrale aus per Knopfdruck und Zeitgesteuert auf Grün geschaltet werden. Dies erlaubt das rechtzeitige "räumen" der entsprechenden Route und die Notfallfahrzeuge gelangen somit in kürzester Zeit und mit geringem Risiko (kein durchfahren bei Rotlicht) zum Unfallort.
Die Verkehrsströme aus einer Richtung können entweder zusammen "angesprochen" werden, indem die Farben kreisförmig (volle Scheibe) dargestellt werden, oder einzeln durch Verwendung eines Pfeils für eine bestimmte Richtung.
Um den Verkehr gezielter zu steuern, gibt es neben der "Standard"-Lichtzeichenanlage noch weitere Formen:
- zweifarbig Gelb-Rot: Im Regelfall wird bei dieser Form freie Fahrt gegebenen und die Anzeige ist aus. Nur bei Bedarf wird das Signal auf Rot geschaltet. Verwendung findet diese Variante häufig bei Fußgängerüberwegen
- grüner Pfeil innerhalb des Knotenpunktes: Hiermit wird angezeigt, dass alle konfliktträchtigen Verkehrsströme Rot haben und der Knotenpunkt geräumt werden kann.
- gelbes Blinklicht innerhalb des Knotenpunktes: Hiermit wird angezeigt, dass konfliktträchtige Verkehrsströme ebenfalls Grün haben.
- gelbes Blinklicht bei zwei-/dreifarbiger Lichtzeichenanlage: Die Steuerung der Lichtzeichenanlagen ist deaktiviert. Regelung des Verkehrs über die normalen Vorfahrtsregeln
- wenn die Kreuzung auch von Straßenbahnen befahren wird, sind meist noch zusätzliche Signalanlagen vorhanden, die zwar in der Anlage integriert sind, deren Aussehen aber von Stadt zu Stadt variieren kann.
- bei Kreuzungen direkt bei Bahnübergängen, wird die Bahnübergangssicherung in die Lichtzeichenanlage integriert. Die Sicherungstechnik wird dann sehr aufwändig. Eine solche Anlage wird in Deutschland als BÜSTRA bezeichnet.
Bei großen Knotenpunkten ist es durchaus üblich, innerhalb der Kreuzung den Verkehr noch durch weitere Lichtzeichen zu steuern.
Durch Zusammenschalten mehrerer Anlagen hintereinander, die zueinander abgestimmt sind, ist eine so genannte Grüne Welle möglich, bei der man beim Durchfahren mehrerer Kreuzungen mit einer bestimmten Geschwindigkeit nicht abbremsen muss.
In Deutschland werden "Lichtsignalprogramme" (d.h. die Ampelsteuerung), "Räumgeschwindigkeiten" (z.B. 4 m/sec = 14,4 km/h auf Fahrbahnen mit Radverkehr) etc. in der "Richtlinie für Lichtsignalanlagen" (RiLSA) festgelegt. Diese Richtlinie wurde 1992 erstellt und wird regelmäßig fortgeschrieben. Dieser Standard gilt auch für Ostdeutschland. Allerdings dauert es einige Zeit, dort alle Lichtsignalanlagen RiLSA-konform umzurüsten. So gab es beispielsweise bis August 2004 in Dresden eine Lichtsignalanlagen mit Grün-Gelb-Phase als Vorwarnstufe vor der Gelb-Phase. Da dies laut RiLSA nicht vorgesehen ist, wurde die Lichtsignalanlage erneuert. Die berühmten "Ampelmännchen", eine andere ostdeutsche Besonderheit, wurden dagegen in den "West-Standard" RiLSA integriert.
Sonderformen:
- Druckknopfanlage: Bei Fußgängerübergängen werden die Ampeln erst auf Knopfdruck eines Fußgängers für ihn auf Grün geschaltet. Sonderfall : Die "Schlafampel", die sich erst beim Knopfdruck einschaltet und damit Energie spart.
- Verkehrsabhängige Anlagen werden bei Kreuzungen mit schwachem Querverkehr verwendet, wobei der Querverkehr erst bei Annäherung eines Fahrzeuges, erfasst durch Detektoren Freie Fahrt bekommt. Bei stark belasteten Knotenpunkten kann die Freigabezeit verkehrsabhängig ebenfalls durch Steuerschleifen geregelt werden.
- Blindenanlagen: Zusätzlich zu den Lichtsignalen ertönen verschiedene Knarrtöne, durch die Sehbehinderte am Geräusch erkennen können, ob sie gehen dürfen oder nicht, und in welcher Richtung die Freigabe erfolgt.
- Baustellenanlagen: Hier gibt es meist nur zwei Signalgeber, die miteinander über Funk verbunden sind. Sie regeln ein einspuriges Straßenstück, wo jeweils nur eine Richtung durchfahren werden kann.
Bei normalen Straßenanlagen wird durch spezielle technische Einrichtungen sichergestellt, dass nicht überall gleichzeitig grün ist, oder dass die Anlage bei Rotlichtausfall auf Blinken umschaltet.
Bei Eisenbahnkreuzungen zeigt ein Blinklicht nicht, dass kein Zug kommt, sondern dass die Anlage in Betrieb ist. Deshalb gibt es hier auch keine grünen Lampen.
Sonderformen gibt es auch für Straßenbahnen oder Omnibusse. Diese sind mit der Standardampel zusammengeschaltet, sind aber nur für diese Verkehrsmittel von Bedeutung. Da diese Anlagen nicht genormt sind, sieht man in verschiedenen Städten auch verschiedene Formen dieser Lichtsignalanlagen.
Lichtzeichenanlagen müssen so ausgestattet sein, dass sie einerseits nicht blenden, andererseits auch bei Gegenlicht durch die Sonne immer sichtbar bleiben. Als Beleuchtung verwendet man hauptsächlich Halogenlampen, erst in letzter Zeit werden zahlreiche Anlagen auch mit LEDs ausgerüstet.
Historisches:
Die allererste Lichtsignalanlage der Welt wurde 1868 in London vor dem House of Parliament aufgestellt. Sie wurde mit Gaslicht betrieben und explodierte bereits nach kurzer Zeit. Erst nach der Erfindung des elektrischen Lichts wurden ab 1912 wieder Lichtsignalanlagen zur Verkehrsregelung aufgestellt. Die am 5. August 1914 aufgestellte Lichtsignalanlage in Cleveland, USA, gilt als erste Verkehrsampel der Welt und hatte nur zwei Lichter: ein rotes und ein grünes. Die ersten dreifarbigen Lichtsignalanlagen wurden 1920 in Detroit und New York aufgestellt.
In Europa wurden die ersten Lichtsignalanlagen erst 1922 in Paris (Rue de Rivoli / Boulevard de Sebastopol) und Hamburg (Stephansplatz) eingerichtet. In den 1920er Jahren setzten sich die Lichtsignalanlagen zuerst in den Großstädten durch: 1924 in Berlin (Potsdamer Platz), 1925 in Mailand (Piazza Duomo) und Rom (Via del Tritone / Via Due Macelli), 1926 in London (Piccadilly Circus), 1927 in München (Bahnhofsplatz), 1928 in Bremen (Brill), Essen (Alfredstr./Bismarckstr.) und Nürnberg (Königstor), 1929 in Barcelona, 1930 in Wien (Opernkreuzung) und 1931 in Hannover (Kröpcke).
Kleinere Großstädte wie Helsinki und Luzern (1952), Braunschweig und Gelsenkirchen (1953), Heilbronn (1954) und Bremerhaven (1957) erhielten ihre ersten Lichtsignalanlagen erst in den 1950er Jahren.
Bis in die 1960er Jahre wurden in den Niederlanden statt Ampeln in der heutigen Form beleuchtete Würfel verwendet, bei denen sich auf jeder Seite ein Zeiger wie auf einer Uhr ständig drehte. Auf der Seitenfläche der Würfel waren rote, gelbe und grüne Kreissegmente aufgemalt. Die jeweilige Farbe hatte Gültigkeit, auf der der Zeiger jeweils stand. Da die Zeiger auf allen Seiten verkoppelt waren (und somit die selbe Drehgeschwindigkeit hatten) war es nahezu ausgeschlossen, dass Signalisierungsfehler auftraten. Bei manueller Steuerung, z. B. für den Verkehr in Stoßzeiten, war es der Verkehrspolizei möglich, die Drehung an bestimmten Punkten, meist Rot-Grün-Paarungen, anzuhalten.
Auch in der Bundesrepublik Deutschland waren solche Bauformen noch zeitweilig im Einsatz. Sie wurden als Heuerampeln bezeichnet.
Siehe auch: Verkehr, Straßenverkehr, Ampelmännchen, Luftleitsystem, Themenliste Straßenverkehr, Heuerampel